《基于单片机的秒表制作毕业设计论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的秒表制作毕业设计论文（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、淄淄 博博 职职 业业 学学 院院 课课 程程 设设 计计课课 程程 设设 计计 报报 告告基于单片机的秒表制作基于单片机的秒表制作班级： P12 电气五班 姓名： 苑仁绰 学号： 4 2014 年 6 月 20 日淄淄 博博 职职 业业 学学 院院 课课 程程 设设 计计一一.摘要摘要基于单片机技术制作秒表，运用单片机的定时器中断程序，来实现计时功能。在给单片机接上外部电路，接上 LED 数码管，由单片机的 P2 口控制位码输出，P0 口控制断码输出。3 个按键可以采用独立式键盘，其中两个按键分别连接到外部中断 INTO、INT1，第三个按键连接到定时器 1 的 T1 端口，以中断方式实现键
2、盘的扫描。给单片机接上按键复位电路。通过单片机 X1,X2 端接上外部时钟脉冲，通过编程，来实现秒表的计时。关键字关键字： 单片机单片机 秒表秒表 LED 数码管数码管淄淄 博博 职职 业业 学学 院院 课课 程程 设设 计计二二. . 目录目录一.摘要.2二.目录.4三.总体设计方案.5四.硬件电路设计.61.硬件知识：.6（1）.单片机.6（2）. LED 数码管 .8（3）.时钟电路.9（4）.复位电路.10（5）.限流电阻.102.线路图.11五.软件设计.121.资源分配.122.程序流程图.13（ 1）.主程序.13（2）.显示子程序.133.编程.15六.设计完成后的心得体会.1
3、8淄淄 博博 职职 业业 学学 院院 课课 程程 设设 计计三三.总体设计方案总体设计方案主要分为 3 个部分：主程序显示子程序和定时器中断程序。主程序主要是初始化部分和不断调用动态显示子程序部分。动态显示子程序完成 4 位 LED的轮流位扫描，它被主程序不断调用，以保证稳定可靠的显示。显示时间的刷新由定时器中断产生，定时器每 50ms 中断一次，当中断 20 次后（即 1s 后） ，对时间单元（秒计数单元、分计数单元）进行更新，然后通过拆字子程序将时间单元里面的十六进制数拆开为两个 BCD 码，并送到显示缓冲区。返回主程序后显示缓冲区的待显示数据被刷新一次，数码管相应的显示数值也随之发生变化
4、。根据硬件设计，由单片机的 P2 口控制位码输出，P0 口控制断码输出。动态显示程序中，在单片机内部 RAM 中设置显示数据缓冲区，由查表程序完成显示译码，将缓冲区内待显示数据转换成相应的断码，再将断码通过 8051 的 P0口输出；位码数据由累加器循环左移指令产生，再通过 P2 口输出。3 个按键可以采用独立式键盘，其中两个按键分别连接到外部中断 INTO、INT1，第三个按键连接到定时器 1 的 T1 端口，以中断方式实现键盘的扫描。给单片机接上按键复位电路。该电路除了具有上电复位功能外，若要复位，只需按 RESET 键，此时电源 VCC 经电阻 R1、R2 分压，在 RST 端产生一个复
5、位高电平。通过单片机X1,X2 端接上外部时钟脉冲四四.硬件电路设计硬件电路设计1.硬件知识硬件知识：（1）单片机）单片机 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），单片机芯片常用英文字母的缩写 MCU 表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、淄淄 博博 职职 业业 学学 院院 课课 程程 设设 计计
6、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由仅有 CPU 的专用处理器芯片发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL 的8080 是最早按照这种思想设计出的处理器，当时的单片机都是 8 位或 4 位的。其中最成功的是 INTEL 的 8051，此后在 8051 上发展出了 MCS51 系列单片机系统。因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。尽管 2000 年以后
7、 ARM 已经发展出了 32 位的主频超过 300M 的高端单片机，直到现在基于 8051 的单片机还在广泛的使用。在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用。事实上单片机是世界上数量最多处理器，随着单片机家族的发展壮大，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。 汽车上一般配备 40 多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作！单片机的数量远远超过 PC 机和其他计算机的总和。单片机作为计算机发展的一
8、个重要分支领域，根据发展情况，从不同角度单片机大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及工控型/家电型。单片机诞生于 1971 年，经历了 SCM、MCU、SoC 三大阶段，早期的 SCM 单片机都是 8 位或 4 位的。其中最成功的是 INTEL 的 8051，此后在 8051 上发展出了 MCS51 系列 MCU 系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了 16 位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90 年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着 INTEL i960系列特别是后来的 ARM 系列的广泛应用
9、，32 位单片机迅速取代 16 位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的 8 位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起 80 年代提高了数百倍。高端的 32 位 Soc 单片机主频已经超过300MHz，性能直追 90 年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至 1美元，最高端的型号也只有 10 美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而淄淄 博博 职职 业业 学学 院院 课课 程程 设设 计计在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows 和 Linux 操作系统。硬件特性，主流单
10、片机包括 CPU、4KB 容量的ROM、128 B 容量的 RAM、 2 个 16 位定时/计数器、4 个 8 位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。芯片系统结构简单，使用方便，实现模块化；单片机可靠性高，可工作到 106 107 小时无故障；处理功能强，速度快。低电压，低功耗，便于生产便携式产品、控制功能强、环境适应能力强。单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置电路板，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，
11、录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机的应用，现在在家用电器的更新、市场开拓等方面，单片机的应用越来越广泛，比如电子玩具或者高级的电视游戏机中，会应用单片机实现其控制功能;而洗衣机可以利用单片机识别衣服的种类与脏污程度，从而自动选择洗涤强度与洗涤时间;在冰箱冷柜中采用单片机控制可以识别食物的种类与保鲜程度，实现冷藏温度与冷藏时间的自动选择;微波炉也可以通过单片机识别食物种类从而自动确定加热温度与加
12、热时间等等，这些家用电器在应用单片机技术后，无论是性能还是功能，与传统技术相比均有长足的进步。现代医疗条件越来越发达，人们对医疗灭菌消毒技术也越来越重视，但是一些偏远地区的小医院、小诊所其消毒灭菌设备还十分简陋，无法有效的控制消毒质量。随着单片机技术的发展，其体积较小、功能强大、具有灵活的扩展性、应用方便的特点也越来越突出，因此在医用呼吸机、分析仪与监护仪、超声诊断设备、病床呼叫系统等设备中得到了广泛的应用。其实最早的单片机正是从工业领域开始兴起的，至今其在工业控制领域的应用仍然十分广泛，利用单片机技术构成多种多样的数据采集系统与智能控制系统，比如工厂流水线的智能化管理、智能化电梯、报警系统等
13、等，均是通过单片机技术与计算机联网构成二级控制系统。其实最早的单片机正是从工业领域开始兴起的，至今其在工业控制领域的应用仍然十分广泛，利用单片机技淄淄 博博 职职 业业 学学 院院 课课 程程 设设 计计术构成多种多样的数据采集系统与智能控制系统，比如工厂流水线的智能化管理、智能化电梯、报警系统等等，均是通过单片机技术与计算机联网构成二级控制系统。上文中也谈到单片机具备集成度高、体积小、较强的控制功能与扩展的灵活性等特点，并且处理速度快，具有较高的可靠性，所以在智能仪器仪表领域其应用也十分广泛。从某种程度而言，单片机带动了传统测量、控制仪器仪表技术的一项革命，通过单片机技术实现了仪器仪表技术的
14、数字化、智能化、综合化以及多功能化，与传统的电子电路或者数字电路相比，其功能更强大，综合性更突出。（2）. LED 数码管数码管：LED 数码管（LED Segment Displays）由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成 8 字形构成的，加上小数点就是 8 个。这些段分别由字母 a,b,c,d,e,f,g,dp 来表示。当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的 2 个 8 数码管字样了。如：显示一个“2”字，那么应当是 a 亮 b 亮 g 亮 e 亮 d 亮 f 不亮c 不亮 dp 不亮。LED 数码管有一般亮和超亮等不同之分，也有 0.5 寸、1 寸等不同的尺寸。小尺寸数
